专利名称：输入侦测投影装置及其输入侦测方法
技术领域：
本发明关于一种投影装置，尤其是一种可进行输入侦测的投影装置。
背景技术：
触控式输入主要通过具有触控功能的萤幕，于接收使用者的实体碰触后产生相对应的控制信号，俾使用者进行后续相关的操作。于已知技术中，触控萤幕的技术主要可分为电阻式(resistive)、表面电容式(surface capacitive)、投射电容式(projected)、表面音波式(surface acoustic wave)、光学影像式(optics imaging)、红夕卜线式(infrared) >折射式(bending wave)以及数位转换式(active digitizer)等实施方面。然而，无论前述任一种触控技术，当萤幕尺寸增加时，其于制作上皆具难以突破的瓶颈。具体而言，由于传统的触控萤幕技术主要通过萤幕与感测元件的结合，并利用感测元件针对使用者于萤幕上的触控行为进行侦测。据此，当萤幕尺寸增加时，相对应的感测元件数量亦须随的增加，如此一来，大尺寸的触控萤幕的硬体体积及成本将因为感测元件数量增加而大幅提升，更者，大量感测元件的设置容易使触控反应灵敏度以及制作良率降低，进一步导致触控操作的误差。另外，由于前述部份传统触控萤幕的技术(如电阻式、表面电容式、投射电容式)主要利用实体感测元件侦测使用者的触控，因此，当实体感测元件于使用一段时间后将会产生感测误差，则使用者必须定期针对触控萤幕进行触控位置的校正，因而造成使用上的不便。综上所述，如何在不过度增加硬体体积及成本，并同时维持侦测灵敏度的情况下，于任何尺寸的萤幕中侦测使用者相对于萤幕的输入，乃业界亟需努力的目标。
发明内容
为解决前述问题，本发明提供了一种输入侦测投影装置，其主要通过侦测输入物体与投影面间的距离及相对位置，判断使用者是否利用输入物体，针对投影面的画面内容进行相对应的输入行为。为完成前述目的，本发明提供了一种输入侦测投影装置，包含光源模块、扫描镜模块(scanning mirror)、距离侦测模块以及控制模块。光源模块用以发射可见光线及不可见光线。扫描镜模块用以将可见光线以及不可见光线往复式地同时投射往投影面，且投影面与输入侦测投影装置间具有投影距离。距离侦测模块用以接收不可见光线自输入物体反射的不可见反射光线，并根据不可见反射光线判断输入物体与输入侦测投影装置间的输入距离。控制模块用以根据投影距离、输入距离与输入物体在投影面上的位置信息，产生相对应的控制信号。为完成前述目的，本发明又提供一种用于投影装置的输入侦测方法，投影装置执行下列步骤:(a)发射可见光线以及不可见光线；(b)以平面扫描的方式，往复式地将可见光线以及不可见光线同时投射往投影面，其中，投影面与投影装置间具有投影距离；(C)接收不可见光自输入物体反射的不可见反射光线；(d)根据不可见反射光线判断输入物体与投影装置间的输入距离；以及(e)根据投影距离、输入距离与输入物体在投影面上的位置信息，产生相对应的控制信号。通过上述所揭露的技术特征，本发明的输入侦测投影装置及其输入侦测方法，可利用不可见光投射输入物体后产生的不可见反射光，判断输入物体与输入侦测投影装置间的输入距离，并根据投影面与输入侦测投影装置间的投影距离、输入距离以及输入物体于投影面上的相对位置产生相对应的控制信号，俾使用者针对投影面的画面进行相应的输入行为。在参阅图式及随后描述的实施方式后，此技术领域具有通常知识者便可了解本发明的其他目的，以及本发明的技术手段及实施方面。
图1A本发明的第一实施例的输入侦测投影装置的示意图；图1B本发明的第一实施例的输入侦测投影装置侦测输入行为的示意图；图1C本发明第一实施例的输入侦测投影装置与投影面的位置关系示意图；图2A本发明的第二实施例的输入侦测装置的示意图；图2B本发明第二实施例的输入侦测投影装置侦测输入行为的示意图；图2C本发明第二实施例的输入侦测投影装置与投影面的位置关系示意图；以及图3本发明的第三实施例的输入侦测方法的流程图。主要元件符号说明:1、I’输入侦测投影装置11 光源模块110 可见光线111 可见光源112 不可见光线112’不可见反射光线113 不可见光源13 扫描镜模块15 距离侦测模块15 I不可见光线感应器153 处理单元17 控制模块19 透镜模块2 投影面20 位置3 输入物体Φ 投影距离A 输入距离X 预设距离值
具体实施例方式以下将通过实施例来解释本发明内容。然而，本发明的实施例并非用以限制本发明需在如实施例所述的任何环境、应用或方式方能实施。因此，关于实施例的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以直接限制本发明。需说明者，以下实施例及图示中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示。请参考图1A，其为本发明的第一实施例的一输入侦测投影装置I的示意图。输入侦测投影装置I包含一光源模块11、一扫描镜(scanning mirror)模块13、一距离侦测模块15以及一控制模块19。请一并参考图1B以及图1C，图1B为本发明第一实施例的输入侦测投影装置I侦测输入行为的示意图；图1C为本发明第一实施例的输入侦测投影装置I与一投影面2的位置关系示意图。其中，输入侦测投影装置I中元件的功能及其与环境的互动，将于下述的内容中详细说明。首先，输入侦测投影装置I的光源模块11发射一可见光线110以及一不可见光线112，以同时进行成像及测距。具体而言，光源模块11将可见光线110以及不可见光线112发射至扫描镜模块13，随即，扫描镜模块13便将可见光线110以及不可见光线112往复式地同时投射往与输入侦测投影装置I间具有一投影距离Φ的投影面2上，如此一来，输入侦测投影装置I便利用可见光线110于投影面2上进行成像，并同时利用不可见光线112进行距离测量。需特别说明者，由于利用可见光线以及扫描镜模块进行成像本领域人员熟知的技术，因此将不再赘述。更进一步来说，当使用者欲于可见光线110于投影面2成像的画面中，利用一输入物体3于相应位置进行输入时，使用者可将输入物体3移至相对应于投影面2 —位置20，此时,不可见光线112与可见光线110同时投射至输入物体3上，而不可见光线112经由输入物体3产生一不可见反射光线112’，则输入侦测投影装置I的距离侦测模块15便可据以接收不可见光线112自输入物体3反射的不可见反射光线112’，并根据不可见反射光线112’判断输入物体3与输入侦测投影装置I间的一输入距离A。随后，输入侦测投影装置I的控制模块17便根据投影距离Φ、输入距离A以及输入物体3对应于投影面2的位置20的位置信息，产生一控制信号(未绘示)，俾输入侦测投影装置I进行相应的处理。更详细来说，于距离侦测模块15判断输入物体3与输入侦测投影装置I间的输入距离A后，控制模块15便可根据投影距离Φ以及输入距离A，判断输入物体3是否进入相对于投影面2的输入距离，换言之，控制模块15便可根据投影距离Φ以及输入距离A，判断输入物体3是否正针对投影面2的画面进行输入。再者，由于光源模块11通过扫描镜模块13，将可见光线110及不可见光线112投射往输入物体3时，控制模块17可根据扫描镜模块13的运作状态，得知扫描镜模块13将可见光线110及不可见光线112投影至画面的位置20及其位置信息(如座标)，因此，控制模块17将可据以决定输入物体3于投影面2上的位置20及其位置信息，换句话说，控制模块17可根据扫描镜模块13的运作状态,决定输入物体3相对于可见光线110于投影面2上成像的位置20及其位置信息。据此，控制模块17可根据投影距离Φ以及输入距离A决定输入物体3是否正针对投影面2的画面进行输入，并根据扫描镜模块13的运作状态决定输入物体3相对于投影面2上成像的位置20及其位置信息，简言之，控制模块17即可根据投影距离Φ、输入距离A以及位置20的位置信息产生该控制信号，则输入侦测投影装置I便可根据该控制信号进行相对应的控制动作。举例而言，假设扫描镜模块将可见光线投射至投影面某区域时成像按钮图像，则当使用者利用输入物体接近投影面的按钮图像时，不可见光线将同时投射至输入物体上，且不可见光线将通过输入物体产生不可见反射光线，因此，距离侦测模块便可侦测输入物体与输入侦测投影装置间的输入距离。同时，控制模块可根据扫描镜模块的运作状态，决定输入物体相对于投影面上按钮图像位置及其位置信息。随后，控制模块便可根据输入侦测投影装置与投影面的投影距离、输入距离以及按钮图像位置的位置信息产生控制信号，则输入侦测投影装置便可根据控制信号，判断使用者利用输入物体正对按钮图像进行相应的输入行为，并执行按钮图像相对应的功能。请参考图2A-2C，其中，图2A为本发明的第二实施例的一输入侦测装置I’的示意图，图2B为本发明第二实施例的输入侦测投影装置I’侦测输入行为的示意图，图2C为本发明第二实施例的输入侦测投影装置I’与投影面2的位置关系示意图。须特别说明者，第二实施例中与第一实施例的硬体结构及使用环境相似，因此其符号相同的元件及其功能将不再赘述，而第二实施例与第一实施例的差异在于，输入侦测投影装置I’更包含一透镜模块19，光源模块11更包含一可见光源111以及一不可见光源113，距离侦测模块15更包含一不可见光线感应器151以及一处理单元153。类似地，第二实施例中，输入侦测投影装置I’的光源模块11，分别通过可见光源111以及不可见光源113发射可见光线110以及不可见光线112，以同时进行成像及测距。随即，扫描镜模块13便将可见光线110以及不可见光线112往复式地同时投射往投影面2上。接着，当使用者将输入物体3移至相对应于投影面2位置20时，不可见光线112经由输入物体3产生不可见反射光线112’。其中，不可见光源可为红外线激光(infrared laser)或紫外线激光(ultraviolet laser)等常见用以测距的不可见光源，然其并非用以限制本发明的实施方面。需特别强调，由于不可见反射光线112’自输入物体3反射时，反射光线可能产生发散的状况，因此，为了加强距离侦测模块15接收不可见反射光线112’的过程，可于距离侦测模块15前加设透镜模块19，用以将不可见反射光线112’集中投射于距离侦测模块15，如此一来，将可使得距离侦测模块15更准确地接收不可见反射光线112’。另外，距离侦测模块15更可包含不可见光线感应器151以及处理单元153。详言之，不可见光线感应器151用以接收不可见反射光线112’，而处理单元153便可根据不可见反射光线112’决定输入距离A。更进一步来说，处理单元153主要根据不可见光线112发送与不可见反射光线112’的时间差，判断输入物体3与输入侦测投影装置I’间的输入距离A。接着同样地，输入侦测投影装置I’的控制模块17根据投影距离Φ、输入距离A以及输入物体3对应于投影面2的位置20的位置信息产生控制信号的方式，与第一实施例的过程相同，于此不再赘述。而须特别说明处在于，控制模块15更可利用一预设距离值X，判断输入物体3是否正针对投影面2的画面进行输入。具体来说，当输入物体3确介于输入侦测投影装置I’以及投影面2之间时，输入距离A小于或等于投影距离Φ，此时，控制模块15便可判断输入距离A是否大于预设距离值X，进而决定输入物体3是否正进行输入行为。
更进一步而言，预设距离值X主要用以界定输入物体3是否位于输入区域的基础，换句话说，预设距离值X决定后，当输入物体3的输入距离A大于预设距离值X时，即表示输入物体3位于输入区域内(即输入物体3位于离投影面2距离Φ-Χ内)，则控制模块17便可据以判断输入物体3正进行输入行为。举例而言，若欲以输入物体距离投影面十公分内作为输入判断，则可将预设距离值设定为与投影距离的差值为十公分，如此一来，当输入距离大于预设距离时，表示输入物体离投影面的距离小于十公分，换言之，即输入物体位于输入区域内进行输入行为。最后，与第一实施例类似地，控制模块17可根据投影距离Φ以及输入距离A决定输入物体3是否正针对投影面2的画面进行输入，并根据扫描镜模块13的运作状态决定输入物体3相对于投影面2上成像的位置20及其位置信息，如此一来，控制模块17即可根据投影距离Φ、输入距离A以及位置20的位置信息产生该控制信号，则输入侦测投影装置I’便可根据该控制信号进行相对应的控制动作。请参考图3，其为本发明的第三实施例的输入侦测方法的流程图。第三实施例的方法用于一投影装置(例如前述实施例的输入侦测投影装置)，而该投影装置执行第三实施例的输入侦测方法的详细步骤如下所述。首先，执行步骤S01，发射一可见光线以及一不可见光线。执行步骤S02，以平面扫描的方式，往复式地将该可见光线以及该不可见光线同时投射往一投影面。其中，该投影面与该投影装置间具有一投影距离。执行步骤S03，接收该不可见光线自一输入物体反射的一不可见反射光线。接着，执行步骤S04，根据该不可见反射光线判断输入物体与该投影装置间的一输入距离。最后，执行步骤S05，根据该投影距离、该输入距离与该输入物体在该投影面上的一位置信息，产生相应的一控制信号，俾进行后续相关的操作。同样地，该预设距离值主要用以判断该输入物体是否正针对该投影面的画面进行输入，即当该输入物体确介于该输入侦测投影装置以及该投影面之间时，该输入距离小于或等于该投影距离，此时，当该输入距离大于该预设距离值时，代表该输入物体正进行输入行为。综上所述，本发明的输入侦测投影装置及其输入侦测方法，可利用不可见光投射于输入物体后产生的不可见反射光，判断输入物体与输入侦测投影装置间的输入距离，并根据投影面与输入侦测投影装置间的投影距离、输入距离以及输入物体于投影面上的相对位置产生相对应的控制信号，俾使用者针对投影面的画面进行相应的输入行为。惟上述实施例仅为例示性说明本发明的实施方面，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技艺的人士可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求书为准。
权利要求
1.一种输入侦测投影装置，包含: 一光源模块，发射一可见光线及一不可见光线； 一扫描镜模块，将该可见光线以及该不可见光线往复式地同时投射往一投影面，且该投影面与该输入侦测投影装置间具有一投影距离； 一距离侦测模块，接收该不可见光线自一输入物体反射的一不可见反射光线，并根据该不可见反射光线判断该输入物体与该输入侦测投影装置间的一输入距离；以及 一控制模块，根据该投影距离、该输入距离以及该输入物体在该投影面上的一位置信息，产生相对应的一控制信号。
2.如权利要求1所述的输入侦测投影装置，其中该输入距离小于或等于该投影距离，且大于一预设距离值。
3.如权利要求1所述的输入侦测投影装置，更包含: 一透镜模块，将该不可见反射光线集中投射于该距离侦测模块。
4.如权利要求1所述的输入侦测投影装置，其中该距离侦测模块更包含: 一不可见光线感应器，接收该不可见反射光线；以及 一处理单元，根据该不可见反射光线决定该输入距离。
5.如权利要求1所述的输入侦测投影装置，其中该光源模块包含一可见光源及一不可见光源。
6.如权利要求5所述的输入侦测投影装置，其中该不可见光源为一红外线激光及一紫外线激光二者其中之一。
7.一种用于一投影装置的输入侦测方法，该投影装置执行下列步骤: (a)发射一可见光线以及一不可见光线； (b)以平面扫描的方式，往复式地将该可见光线以及该不可见光线同时投射往一投影面，其中，该投影面与该投影装置间具有一投影距离； (c)接收该不可见光线自一输入物体反射的一不可见反射光线； (d)根据该不可见反射光线判断该输入物体与该投影装置间的一输入距离；以及 (e)根据该输入距离与该输入物体在该投影面上的一位置信息，产生相对应的一控制信号。
8.如权利要求7所述的输入侦测方法，其中该输入距离小于或等于该投影距离，且大于一预设距离值。
全文摘要
本发明提供一种输入侦测投影装置及其输入侦测方法。输入侦测投影装置先将可见光线以及不可见光线往复式地同时投射往投影面，而投影面与输入侦测投影装置间具有投影距离。输入侦测投影装置随后接收不可见光线自输入物体反射的不可见反射光线，并根据不可见反射光线判断输入物体与输入侦测投影装置间的输入距离。输入侦测投影装置组便根据输入距离与输入物体在投影面上的位置信息产生相对应的控制信号。
文档编号G06F3/042GK103186292SQ20121000545
公开日2013年7月3日 申请日期2012年1月10日 优先权日2011年12月30日
发明者沈宏祥, 林旻进, 姜崇义 申请人:华新丽华股份有限公司